Rancang Bangun dan Uji Fungsional Alat Panen Kelapa Sawit Tipe Egrek Elektrik Berbasis Getaran Struktur

Abstract

Pemanenan tandan buah kelapa sawit dengan egrek konvensional memiliki risiko kecelakaan kerja yang tinggi bila pemanen terlalu lelah, sehingga berpotensi mengurangi produktivitas panen. Egrek bermesin yang tersedia di pasar mengatasi permasalahan tersebut, tetapi terdapat kelemahannya, antara lain bobot yang berat yaitu lebih dari 6 kg dan jangkauan pemanenan yang terbatas pada ketinggian pohon 6 meter. Penelitian ini bertujuan merancang prototipe egrek dengan memanfaatkan getaran struktural. Beberapa tahap penelitian meliputi perancangan, manufaktur, serta pengujian prototipe secara fungsional untuk memperoleh kondisi pengoperasian prototipe yang terbaik untuk pemotongan. Prinsip kerja dasar prototipe ini adalah mengubah getaran yang dihasilkan gerakan putar dari motor listrik yang diberikan massa unbalance yang diteruskan ke konstruksi sistem massa-pegas menjadi gerakan linier bolak-balik akibat osilasi pegas. Prototipe menggunakan motor DC bersikat sebagai sumber tenaga dan memiliki berat total dengan baterai sebagai sumber daya sebesar 5,87 kg. Hasil simulasi 1612 rpm adalah putaran optimal untuk terjadinya osilasi struktur. Uji fungsional dilakukan dalam dua tahapan, yakni penentuan kecepatan putar optimal untuk pemotongan pada pohon 7 meter (kisaran 1000 rpm, 1612 rpm, 2000 rpm), serta pengukuran daya motor listrik. Berdasarkan hasil pengujian, kecepatan putar optimal motor berada pada kisaran 1612 rpm dengan rata-rata kecepatan pemotongan sebesar 8,97 detik per objek pemotongan. Total waktu pemotongan menggunakan prototipe dengan kecepatan kisaran 1612 rpm adalah sebesar 134,56 detik, lebih cepat 9,66% dibandingkan dengan kisaran kecepatan 2000 rpm, serta 31,12 % lebih cepat dari kisaran kecepatan putar 1000 rpm. Besar daya motor saat pemotongan dengan prototipe pada kisaran 1612 rpm adalah sebesar 9,37 W. Selama dilakukan pengujian fungsional, teramati mekanisme getaran struktural yang dikembangkan saat ini perlu dikembangkan lebih jauh lagi, disebabkan kerap terjadinya peredaman getaran yang dihasilkan saat dilakukan pemotongan pelepah maupun tandan buah segar kelapa sawit.

The harvesting of oil palm fruit bunches using conventional harvesters poses high occupational safety risks, especially when the workers become too fatigued, which can lead to a decrease in harvesting productivity. The sickle-type harvesting machines available on the market address this issue, but they have drawbacks, including a heavy weight of over 6 kg and a limited reach for harvesting trees up to 6 meters high. The study aimed to design a harvester prototype that utilized structural vibrations. Several stages of the research included designing, manufacturing, and functional testing of the prototype to determine the best operating conditions for cutting. The basic working principle of this prototype was to convert the vibrations produced by the rotary motion of an electric motor, with the help of unbalanced mass, and forward them to the mass-spring system construction to create a linear reciprocating motion due to spring oscillation. The prototype used a brushed DC motor as the power source and had a total weight, including the battery, of 5.87 kg. The simulation result showed that 1612 rpm was the optimal rotation for the occurrence of structural oscillation. The prototype uses a brushed DC motor as the power source and has a total weight, including the battery, of 5.87 kg. The simulation result of 1612 rpm is the optimal rotation for the occurrence of structural oscillation. Functional testing was conducted in two phases: determining the optimal rotational speed for cutting at a 7-meter tree (within the range of 1000 rpm, 1612 rpm, and 2000 rpm), and measuring the power consumption of the electric motor. Based on the testing results, the optimal rotational speed for the motor was found to be around 1612 rpm, with an average cutting time of 8.97 seconds per cutting object. The total cutting time using the prototype at a speed of 1612 rpm was 134.56 seconds, which is 9.66% faster compared to the 2000 rpm range, and 31.12% faster than the 1000 rpm range. The power consumption of the motor during cutting with the prototype at 1612 rpm was measured at 9.37 W. During the functional testing, it was observed that the structural vibration mechanism that is currently being developed needs further development due to frequent damping of the vibrations generated during the cutting of fronds and fresh fruit bunches.